編輯推薦
適讀人群 :本書可供從事造紙廢渣處理的工程技術、研究、生産和經營管理人員使用,也可供高等學校再生資源科學與工程、環境科學與環境工程、造紙工業及相關專業師生參閱。 造紙工業是我國國民經濟中具有循環經濟特徵的重要基礎原材料産業,與國民經濟發展和社會文明息息相關。在製漿造紙生産過程中,産生瞭大量的廢渣,如白泥、木質素、水處理汙泥、漿渣等。如何對這些廢渣進行有效處理,關係到造紙行業的可持續發展。
本書是“十三五”國傢重點圖書《廢物資源綜閤利用技術叢書》的一個分冊,是一部環境工程實用技術書。
本書從製漿造紙工業的廢渣方麵為讀者分享瞭國內外比較成熟的資源綜閤利用技術和正在研發的技術等精彩內容,為造紙廢渣處理行業的從業人員提供瞭有益的參考,也為我國造紙行業的可持續發展提供瞭技術指導。
內容簡介
該書從製漿造紙工業的廢渣方麵係統介紹瞭國內外比較成熟的資源綜閤利用技術和正在研發的技術。具體包括造紙廢渣的産生、備料過程廢渣綜閤利用技術、製漿過程廢渣綜閤利用技術、堿迴收過程廢渣綜閤利用技術、造紙階段篩選漿渣的迴收利用技術、造紙廢水生化處理汙泥綜閤利用技術等內容。
本書具有較強的技術性和可操作性,可供從事造紙廢渣處理的工程技術、研究、生産和經營管理人員使用,也可供高等學校再生資源科學與工程、環境科學與環境工程、造紙工業及相關專業師生參閱。
作者簡介
汪蘋,北京工商大學,教授,北京工商大學化學與環境工程學院教授,99年被授予北京市跨世紀人纔稱號。主要專業方嚮主要為水汙染控製工程及圍繞我國汙染重點行業所開展的清潔生産技術研究,長期從事廢水生化脫氮處理、環境微生物技術、工業廢液迴收及廢水治理、造紙和皮革清潔生産工藝和清潔生産審核、造紙工業環境管理和政策諸方麵的前沿科學研究。共承擔瞭多項“七五”、“八五”、“九五”重大科技攻關和輕工總會科技發展基金、北京市自然科學基金項目,在廢水生化脫氮處理、環境微生物技術、石灰草漿廢液處理、堿法草漿黑液堿迴收、草漿黑液性質改良等方麵擁有多項科技成果,共獲得省部級一等奬兩項,二等奬一項,三等奬多項。
內頁插圖
目錄
第1章造紙廢渣的産生
1.1製漿過程廢渣的産生001
1.1.1備料過程001
1.1.2製漿過程006
1.2堿迴收過程廢渣的産生014
1.2.1堿迴收工藝過程014
1.2.2堿迴收過程中廢渣的産生015
1.3抄造過程廢渣的産生016
1.3.1造紙抄造工藝過程016
1.3.2抄造過程産生的廢渣017
1.4末端廢水生化處理汙泥018
1.4.1造紙廢水的處理工藝018
1.4.2造紙廢水處理汙泥025
參考文獻027
第2章備料過程廢渣綜閤利用技術
2.1推薦樹皮鍋爐迴收熱能技術028
2.1.1樹皮的燃燒特性028
2.1.2循環式流化床樹皮鍋爐029
2.1.3樹皮鍋爐節能技術035
2.2非木材原料備料廢渣迴收熱能技術042
2.2.1處理荻葦原料的鍋爐042
2.2.2處理禾草原料的草末鍋爐043
參考文獻044
第3章製漿過程廢渣綜閤利用技術
3.1篩漿廢渣迴收利用技術046
3.1.1蔗渣漿篩選尾漿與迴收廢漿抄造高強度瓦楞原紙046
3.1.2尾漿堆垛迴煮050
3.2脫墨汙泥綜閤利用051
3.2.1脫墨汙泥的性質051
3.2.2利用脫墨汙泥生産造紙用填料和塗料052
3.2.3脫墨汙泥製高質量闆材055
3.2.4利用脫墨汙泥改良土壤057
3.2.5脫墨汙泥焚燒迴收能量058
3.2.6脫墨汙泥生産紙及紙闆059
3.2.7脫墨汙泥生産復閤材料(CN 10540090 A)062
參考文獻065
第4章堿迴收過程廢渣綜閤利用技術
4.1石灰迴收工藝066
4.1.1石灰迴收工藝過程概述066
4.1.2石灰迴收方法066
4.2白泥用作脫硫劑069
4.2.1濕法煙氣脫硫原理069
4.2.2石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術070
4.3以白泥為原料製作頁岩磚072
4.3.1技術原理072
4.3.2工藝流程073
4.3.3影響頁岩磚抗壓強度的因素073
4.4利用白泥作為水泥原料075
4.4.1技術原理075
4.4.2工藝流程075
4.4.3工藝的特點076
4.5利用白泥製備輕質碳酸鈣077
4.5.1利用白泥製備輕質碳酸鈣的原理077
4.5.2利用白泥製備輕質碳酸鈣的工藝079
4.6白泥用作厭氧産沼促進調節劑082
4.6.1有機物厭氧産生沼氣的過程082
4.6.2餐廚垃圾消化過程中添加造紙白泥的影響084
4.7白泥用作鈣基催化劑085
4.7.1白泥鈣基催化劑製備方法085
4.7.2白泥催化劑的催化性能086
參考文獻088
第5章造紙階段篩選漿渣的迴收利用技術
5.1CRT技術090
5.1.1工藝流程090
5.1.2CRT係統的優點090
5.1.3CRT係統的性能091
5.1.4CRT係統的經濟效益092
5.2新型漿渣迴收裝置(CN 205000190 U)093
5.3一種斜網漿渣迴收係統(CN 205024518)094
參考文獻095
第6章造紙廢水生化處理汙泥綜閤利用技術
6.1造紙汙泥的特點及前處理096
6.1.1製漿造紙汙泥的分類和特點096
6.1.2製漿造紙廢水生化處理汙泥的前處理097
6.2造紙汙泥厭氧消化(發酵)生産沼氣技術099
6.2.1造紙汙泥的性質099
6.2.2厭氧消化産沼氣技術100
6.3汙泥生産建築材料技術110
6.3.1利用造紙汙泥和頁岩生産建築輕質節能磚110
6.3.2利用造紙汙泥和水泥製造輕質磚112
6.3.3利用造紙汙泥和工業廢渣燒製輕質環保磚114
6.3.4利用造紙汙泥生産縴維復閤闆116
6.3.5利用造紙汙泥灰製備矽酸鈣闆(CN 105601184 A)121
6.3.6利用造紙汙泥製備外牆塗料(CN 106010035 A)122
6.4造紙汙泥堆肥技術123
6.4.1堆肥技術概述124
6.4.2造紙汙泥堆肥技術研究126
6.5造紙汙泥燃燒技術136
6.5.1造紙汙泥的脫水和乾化136
6.5.2造紙汙泥單獨焚燒145
6.5.3造紙汙泥與煤混燒148
6.5.4造紙汙泥與樹皮等製漿造紙廢料混燒151
6.5.5造紙汙泥與草渣和廢紙渣在爐排爐中的混燒152
6.6利用造紙汙泥製造復閤材料153
6.6.1造紙汙泥/PVC 木塑復閤材料的製備工藝153
6.6.2利用造紙汙泥製備復閤材料的其他研究156
參考文獻158
附錄
附錄一製漿造紙行業清潔生産評價指標體係160
附錄二中國造紙協會關於造紙工業“十三五”發展的意見184
附件三“十二五”資源綜閤利用指導意見192
索引
前言/序言
造紙工業是我國國民經濟中具有循環經濟特徵的重要基礎原材料産業,與國民經濟發展和社會文明息息相關。近年來,我國造紙工業發展迅速,據統計:2015年全國紙及紙闆生産企業約2900傢,全國紙及紙闆生産量1.071×108t,較上年增長2.29%。消費量1.0352×108t,較上年增長2.79%,人均年消費量為75kg,高於世界平均水平。
在造紙工業快速發展的同時,汙染物排放減少,據統計:2014年造紙和紙製品業排放廢水中化學需氧量(COD)為4.78×105t,比上年5.33×105t減少5.5×104t,減少10.3%,占全國工業COD總排放量2.746×106t的17.4%,比上年減少1.3個百分點。萬元工業産值(現價)化學需氧量(COD)排放強度為6.6kg,比上年降低13.2%。萬元工業産值(現價)氨氮排放強度為0.22kg,比上年降低12%。
我國造紙工業雖然在節能減排方麵已經取得瞭長足進步,但是麵對資源短缺、能源緊張、環境壓力大等世界性難題,我國造紙工業仍然麵臨轉變發展方式,加快結構調整,加大節能減排力度,提高資源綜閤利用效率,走綠色發展之路等重要任務。造紙工業是采用可再生物質為原料規模最大的加工業,在生物質循環利用和低碳生産技術的開發利用方麵,具有獨特的優勢。造紙工業在廢渣資源綜閤利用方麵還有很多工作有待進一步完善。
本書從製漿造紙工業的廢渣方麵係統介紹國內外比較成熟的資源綜閤利用技術,希望本書的齣版能夠為從事製漿造紙生産和環境保護工作的從業人員、環境保護管理工作人員,以及從事製漿造紙和環境保護相關科研人員提供參考,為推動我國製漿造紙行業的可持續發展奉獻綿薄之力。
本書架構由北京工商大學汪蘋教授提齣,並負責組織人員編著。具體內容由以下作者主要完成:第1章由北京工商大學馮旭東、輕工業環境保護研究所宋雲和呂竹明負責編著;第2章由輕工業環境保護研究所宋雲、呂竹明和張琳負責編著;第3章由宋雲和張琳負責編著;第4章由馮旭東負責編著;第5章、第6章由宋雲和張琳負責編著。
本書在編著過程中,主要參考瞭中國造紙學會編寫的《中國造紙年鑒》和行業內專傢學者的研究成果,在此一並嚮他們緻以謝意。
由於編著者的學識和時間有限,編著中難免有疏漏和不足之處,謹請讀者和同仁予以指正。
編著者
2017年6月
《電子信息材料與器件技術前沿》 叢書係列:先進製造技術係列 本書簡介: 隨著信息技術的飛速發展,電子信息産業已成為全球科技創新的核心驅動力。本冊《電子信息材料與器件技術前沿》深度聚焦於這一交叉學科領域的最新突破、關鍵技術挑戰及未來發展方嚮。本書匯集瞭材料科學、微電子學、光電子學和半導體物理學等多個學科的前沿研究成果,旨在為科研人員、工程師以及相關領域的專業人士提供一份全麵、深入的技術參考指南。 一、 引言:信息時代的材料基石 本章首先迴顧瞭電子信息産業波瀾壯闊的發展曆程,強調瞭新一代信息技術(如5G/6G通信、物聯網、人工智能和量子計算)對高性能、高可靠性電子材料提齣的嚴苛要求。重點闡述瞭摩爾定律的演進瓶頸,以及材料和器件結構創新在突破當前性能限製中的核心作用。討論瞭可持續發展和綠色電子製造對材料選擇和工藝流程的深遠影響。 二、 先進半導體材料體係的革新 本部分是全書的理論和技術核心,詳細剖析瞭超越傳統矽基技術的下一代半導體材料。 2.1 寬禁帶半導體(WBG)的深度探索: 集中討論碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)在功率電子和高頻射頻器件中的應用潛力。內容涵蓋晶圓製備的缺陷控製、外延生長技術(如MOCVD和HVPE)的優化、肖特基勢壘的形成機理,以及在電動汽車、新能源並網和高速通信基站中的實際工程案例分析。特彆關注瞭常溫常壓下異質結的界麵工程對載流子遷移率和擊穿場強的影響。 2.2 二維材料的集成化挑戰: 深入探討瞭石墨烯、過渡金屬硫化物(TMDs,如MoS2, WSe2)在超薄晶體管、柔性電子和高靈敏度傳感器中的應用前景。重點分析瞭如何剋服二維材料的宏量製備難題、如何實現高質量的異質結堆疊,以及在實際器件中接觸電阻過大的瓶頸問題及其解決方案(如超薄隧穿層設計)。 2.3 新型存儲器技術(非易失性存儲器): 全麵梳理瞭電阻式隨機存取存儲器(RRAM)、相變存儲器(PCM)和磁性隨機存取存儲器(MRAM)的物理機製。詳細對比瞭不同技術的讀寫速度、耐久性、功耗和集成密度,並探討瞭基於憶阻器陣列構建類腦計算(Neuromorphic Computing)架構的可能性與挑戰。 三、 關鍵電子與光電子器件的微納製造 本章聚焦於實現高性能電子元件所需的先進製造工藝和結構設計。 3.1 先進光刻技術與缺陷控製: 詳細介紹瞭極紫外光刻(EUV Lithography)的技術進展,包括光源係統、掩模版技術(High-NA EUV)以及光刻膠的化學放大機製。同時,也探討瞭納米壓印光刻(NIL)在低成本、大麵積圖案轉移方麵的優勢與局限性。強調瞭在納米尺度上對顆粒物和錶麵形貌的嚴格控製對器件良率的重要性。 3.2 器件結構創新與尺寸效應管理: 針對晶體管技術,深入分析瞭從FinFET到Gate-All-Around (GAA) 晶體管的演進,闡述瞭如何通過更精細的柵極控製來緩解短溝道效應和靜電泄漏。在封裝技術方麵,介紹瞭三維集成(3D IC)和異構集成(Heterogeneous Integration)的鍵閤技術(如混閤鍵閤、超聲波鍵閤)及其對熱管理和信號完整性的影響。 3.3 微納機電係統(MEMS)與傳感器技術: 探討瞭高精度慣性傳感器、微鏡陣列(DMD)和微流控芯片的製造工藝。重點分析瞭材料的應力弛豫、殘餘應力對器件長期穩定性的影響,以及如何利用薄膜沉積技術精確控製微結構的熱機械耦閤性能。 四、 光電子與量子信息技術的融閤 本部分著眼於利用光信號處理和量子效應的未來技術方嚮。 4.1 矽基光電子學(Silicon Photonics): 闡述瞭如何將半導體激光器、調製器、光波導和探測器集成在標準的CMOS工藝平颱上。重點分析瞭矽基光電探測器的效率提升、片上集成光縴耦閤技術的優化,以及在數據中心高速互聯中的應用。 4.2 量子點與微腔技術: 探討瞭III-V族量子點(Quantum Dots)在製造低功耗、高色彩純度LED顯示屏中的應用,以及其在單光子源製備中的作用。同時,分析瞭光子晶體微腔和錶麵等離子體激元(SPR)技術在增強光物質相互作用、實現超小型化光學器件中的潛力。 五、 可持續性與可靠性工程 電子信息技術的可持續發展是未來必須麵對的議題。 5.1 綠色製造與循環經濟: 討論瞭半導體製造過程中高純化學品和稀有金屬的替代方案,以及先進封裝材料的無鉛化和可迴收性設計。重點分析瞭低溫退火和原子層沉積(ALD)等低能耗製造工藝的推廣。 5.2 器件的長期可靠性評估: 涵蓋瞭電子器件在高溫、高濕和電遷移(Electromigration)作用下的失效模型。詳細介紹瞭先進的無損檢測技術(如掃描透射電子顯微鏡HAADF成像、同步輻射X射綫斷層掃描)在識彆亞納米級缺陷和評估界麵退化方麵的應用。 本書結構嚴謹,內容涵蓋瞭從基礎材料科學到復雜係統集成的全鏈條技術,是理解當前及未來電子信息技術發展脈絡的權威參考書。